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Central Nervous System --- Physiology

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Central nervous system --- Nerve Degeneration

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During brain development, neurons are generated in ventricular zones. Postmitotic neurons leave these zones and migrate through the tissue to reach their definitive location. After reaching their destination, they extend their axon and dendrites, then connexions settle progressively. The laboratory DENE is interested in genetic control of neuronal migration and differenciation, and in particular, the role of atypical cadherins Celsr1-3 in these processes. Celsr3 belongs to a family of 3 genes, orthologues to the Drosophila gene Flamingo. Wich is known to play a role in Planar Cell Polarity (PCP) as well as in the development of axons and dendrites. The Celsr3 gene has been inactivated by homologous recombination in ES cells. Mutant mice die within a few hours after birth, presumably of central hypoventilation. They have neither anterior commissure, nor internal capsule. On the other hand, other axonal bundles are normal, indicating that it is not a general axonal abnormality. Furthermore, the architectonic organization is intact. Interestingly, this phenotype is a phenocopy of that generated by mutation of Fzd3, one of the ten Frizzled genes in the mouse. In Drosophila, Frizzled and Flamingo/Starry night genes belong to “PCP” genes that control planar cell polarity as well as dendrite development. In order to study the role of Celsr3 and Fzd3 in neuronal maturation, we have cloned cDNAs, coding for Celsr3 and Fzd3 in expression vector, fused or not to EGFP. RT-PCR analysis of Celsr3 transcript allowed us to identify a micro-exon of 15 nucleotides, situtated between the 16th and the 17th exons, that is subject to differential splicing during brain development. Our constructs have been used in transicient transfection experiments in order to validate Celsr3 antibodies. Western blot confirmed the expect size of the Cels3 protein and IHC experiments on transfected HEK 293 demonstrated its membrane localisation. Lors du développement cérébral, les neurones sont engendrés dans des zones « ventriculaires ». Les neurones postmitotiques quittent ces zones et migrent à travers le tissu pour gagner leur localisation définitive. Arrivés à destinations, ils étendent leur axone et ramifient leurs dendrites, puis les connexions s’établissent progressivement. Le laboratoire DENE s’intéresse au contrôle génétique de la migration et de la différentiation neuronale et notamment au rôle des cadhérines atypiques de la famille Celsr1-3 dans ces processus. Celsr3 fait partie d’une famille de trois gènes qui sont les orthologues du gène Flamnigo/Starry night (Fmi ou Stan) chez la drosophile. Flamingo est connu pour jouer un rôle dans le développement des axones, des dendrites ainsi que dans la polarité planaire (PCP) des cellules épithéliales. Le gène Celsr3 a été inactivé chez la souris par recombinaison homologue en cellules ES par F. Tissir (DENE et I. Bar (FUNDP). Les souris mutantes meurent, endéans quelques heures après la naissance, incapables de respirer en raison d’anomalies de connexions centrales ; elles n’ont pas de commissure blanche antérieure, ni de capsule interne. En revanche, certains faisceaux sont normaux, démontrant qu’il ne s’agit pas d’une anomalie axonale généralisée. De plus, l’organisation architectonique est pratiquement intacte. L’intérêt de ce phénotype est encore accentué par l’observation d’un phénotype identique engendré par la mutation de Fzd3, un des dix Frezzled présents chez la souris. Chez la Drosophile, les gènes Frizzled et Flamingo/Starry night font partie des gènes de contrôle de la polarité tissulaire planaire et des mutations engendrent aussi des anomalies complexes, en particulier des voies axonales. Afin de mieux comprendre le rôle de Celsr3 et de Fzd3 dans la mutation neuronale, nous avons appliqué la stratégie suivante. Nous avons cloné les cDNA codant Celsr3 et Fzd3 dans des vecteurs d’expression eucaryote fusionnés ou non à l’EGFP. Au cours du clonage des différents cDNA, nous avons mis en évidence la présence d’un micro-exon de 15 nucléotides situé entre le 16ième et le 17ième exons, qui subit un épissage différentiel au cours du développement cérébral. Les constructions produites ont été utilisées dans des expériences de transfection transitoire afin de valider les anticorps anti-Celsr3, qui nous ont permis d’identifier la protéine dans des extraits tissulaires, par WB et IHC sur HEK293 transfectées ont confirmé sa localisation membranaire.

Cadherins --- Celsr3 protein, mouse --- Central Nervous System